EP3629282B1 - Hilfsvorrichtung zum entwurf einer fotovoltaischen energieerzeugungsanlage, entwurfshilfeverfahren, entwurfshilfeprogramm und vorrichtung zur erzeugung eines gelernten modells zur entwurfshilfe - Google Patents

Hilfsvorrichtung zum entwurf einer fotovoltaischen energieerzeugungsanlage, entwurfshilfeverfahren, entwurfshilfeprogramm und vorrichtung zur erzeugung eines gelernten modells zur entwurfshilfe

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EP3629282B1
EP3629282B1 EP18904966.1A EP18904966A EP3629282B1 EP 3629282 B1 EP3629282 B1 EP 3629282B1 EP 18904966 A EP18904966 A EP 18904966A EP 3629282 B1 EP3629282 B1 EP 3629282B1
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Claims (7)

  1. Eine Konstruktionsunterstützungsvorrichtung (50; 110) für Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (52), wobei die Konstruktionsunterstützungsvorrichtung (50; 110) einen Computer umfasst, der Folgendes umfasst:
    eine Eingabedatenerfassungseinheit (76), die so konfiguriert ist, dass sie Eingabedaten (72) erfasst, einschließlich Standortdaten (56) zu einem Standort (54) für eine Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage (52), die ein zu entwerfendes Objekt ist, Panel-Spezifikationsdaten (62), die Daten zur Stromerzeugungsleistung eines in der Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage (52) verwendeten Photovoltaik-Panels (60) umfassen, Sonnenrichtungsdaten (64), die eine Richtung der Sonne auf Zeitreihenbasis an einer Position des Standorts (54) zeigen, und Zeitreihen-Wetterdaten (70) über ein Gebiet, das dem Standort (54) entspricht; und
    eine Berechnungseinheit (78), die ein gelerntes Modell (42) enthält, das durch Lernen einer Beziehung zwischen mehreren Sätzen von Konfigurationsdaten, die Referenzdaten (36) bilden, erstellt wurde, wobei die Referenzdaten (36) Standortdaten (16A, 16B, 16C) zu Standorten (14A, 14B, 14C) für mehrere Referenz-Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (12A, 12B, 12C), Panel-Layoutdaten (22A, 22B, 22C), die Daten über die Installationswinkel von Referenz-Photovoltaik-Panels (20A, 20B, 20C) enthalten, die an den Standorten (14A, 14B, 14C) installiert sind, Daten zu den Spezifikationen der Panele (24A, 24B, 24C), die Daten zur Stromerzeugungsleistung der Referenz-Photovoltaik-Panele (20A, 20B, 20C) enthalten, Daten zur Sonnenrichtung (26A, 26B, 26C), die eine Richtung der Sonne auf einer Zeitreihe-Basis in Positionen der Standorte (14A, 14B, 14C) zeigen, Zeitreihen-Wetterdaten (32A, 32B, 32C) in Gebieten, die den Standorten (14A, 14B, 14C) entsprechen, und Zeitreihendaten zur Stromerzeugung (34A, 34B, 34C), die den tatsächlichen Strommengen entsprechen, die von den Referenz-Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (12A, 12B, 12C) erzeugt werden, wobei das gelernte Modell (42) Daten schätzt, die den Stromerzeugungsdaten entsprechen, aus Daten, die den Referenzdaten (36) entsprechen, mit Ausnahme der Stromerzeugungsdaten (34A, 34B, 34C) aus den Daten, die den Referenzdaten (36) entsprechen, wobei die Berechnungseinheit (78) mehrere vorläufige Panel-Layout-Daten zu den Photovoltaik-Panels mit voneinander abweichenden Installationswinkeln erstellt, wobei die Berechnungseinheit (78) eine Stromerzeugungsmenge auf Zeitreihenbasis berechnet, indem sie für jede der vorläufigen Panel-Layout-Daten das relevante der vorläufigen Panel-Layout-Daten und die Eingabedaten (72) verarbeitet, die Berechnungseinheit (78) eine kumulative Stromerzeugungsmenge für einen vorbestimmten Zeitraum berechnet, indem sie mehrere Stromerzeugungsmengen auf Zeitreihenbasis addiert, und die Berechnungseinheit (78) einen Teil der vorläufigen Panel-Layout-Daten extrahiert, in dem die kumulative Stromerzeugungsmenge für den vorbestimmten Zeitraum maximal ist,
    wobei
    die Referenz-Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (12A, 12B, 12C) bestehende Stromerzeugungsanlagen sind, die tatsächlich genutzt werden, oder Stromerzeugungsanlagen, die in der Vergangenheit tatsächlich genutzt wurden,
    die in den Referenzdaten (36) enthaltenen Panel-Layout-Daten Daten zu Neigungswinkeln und Azimutwinkeln der Referenz-Photovoltaik-Panels (20A, 20B, 20C) umfassen,
    das gelernte Modell (42) durch Lernen einer Beziehung zwischen den Zeitreihen-Stromerzeugungsdaten, die den tatsächlichen Stromerzeugungsmengen der mehreren Referenz-Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (12A, 12B, 12C) entsprechen, und den Daten zu Neigungswinkeln und Azimutwinkeln der Referenz-Photovoltaik-Panele (20A, 20B, 20C) erstellt wurde, und
    die Berechnungseinheit (78) so konfiguriert ist, dass sie mehrere vorläufige Daten zum Layout der Photovoltaik-Panele mit unterschiedlichen Neigungswinkeln und Azimutwinkeln erstellt.
  2. Die Konstruktionsunterstützungsvorrichtung (50; 110) für Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (52) gemäß Anspruch 1, wobei
    die in den Eingabedaten (72) enthaltenen Panel-Spezifikationsdaten (62) Daten zu den Abmessungen des Photovoltaik-Panels (60) enthalten, das in der Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage (52) verwendet wird, die Gegenstand der Planung ist,
    mindestens eine der in den Referenzdaten (36) enthaltenen Daten zu den Panel-Layouts (22A, 22B, 22C) und zu den Panel-Spezifikationen (24A, 24B, 24C) Daten zu den Abmessungen der Referenz-Photovoltaik-Panels (20A, 20B, 20C) enthält,
    die in den Referenzdaten (36) enthaltenen Panel-Layoutdaten (22A, 22B, 22C) Daten zu den Installationspositionen der Referenz-Photovoltaik-Panels (20A, 20B, 20C) enthalten,
    die Berechnungseinheit (78) ist so konfiguriert, dass sie mehrere vorläufige Panel-Layoutdaten zu den Photovoltaik-Panelen mit voneinander abweichenden Installationspositionen erstellt,
    die Standortdaten (56) zum Standort (54) für die Photovoltaikanlage (52), die Gegenstand der Planung ist, Formdaten zum Standort (54) umfassen, und
    eine Vielzahl der Photovoltaik-Panele gemäß den Formdaten auf dem Standort (54) in jedem der vorläufigen Panel-Layoutdaten angeordnet sind.
  3. Die Konstruktionsunterstützungsvorrichtung (50; 110) für Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (52) gemäß Anspruch 2, wobei
    die in den Eingabedaten (72) enthaltenen Standortdaten (56) topografische Daten über den Standort (54) für die zu entwerfende Photovoltaikanlage (52) und Daten über Lichtabfangelemente enthalten, die eine Form und eine Position eines Lichtabfangelements zeigen, das Sonnenlicht abfängt und einen Schatten auf den Standort (54) wirft,
    die in den Referenzdaten (36) enthaltenen Standortdaten (16A, 16B, 16C) topografische Daten zu den Standorten (14A, 14B, 14C) für die Referenz-Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (12A, 12B, 12C) enthalten und Lichtabfangelementdaten enthalten, die Formen und Positionen von Lichtabfangelementen zeigen, die Sonnenlicht abfangen und Schatten auf die Standorte (14A, 14B, 14C) werfen, und
    die Berechnungseinheit (78) die Eingabedaten (72), die die topografischen Daten und die Lichtabfangelementdaten enthalten, anhand des gelernten Modells (42) verarbeitet.
  4. Die Konstruktionsunterstützungsvorrichtung (50; 110) für Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (52) gemäß Anspruch 3, wobei
    der Computer ferner Folgendes umfasst:
    eine Bilddatenerfassungseinheit (114), die so konfiguriert ist, dass sie Bilddaten (112) über den Standort (54) für die Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage (52) erfasst, die Gegenstand der Planung ist; und
    eine Bilddatenverarbeitungseinheit (116), die so konfiguriert ist, dass sie Eingabedaten erstellt, die mindestens einem der topografischen Daten (58) am Standort (54) für die Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage (52), die Gegenstand der Planung ist, und den Lichtabfangelementdaten (68) entsprechen, basierend auf den Bilddaten (68), wobei
    die Eingabedatenerfassungseinheit (76) so konfiguriert ist, dass sie die von der Bilddatenverarbeitungseinheit (116) erzeugten Eingabedaten erfasst.
  5. Die Konstruktionsunterstützungsvorrichtung (50; 110) für Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (52) gemäß Anspruch 1, wobei
    die Eingabedatenerfassungseinheit (76) so konfiguriert ist, dass sie auch Entwurfsziel-Panel-Layoutdaten erfassen kann, die Daten über einen Installationswinkel des Photovoltaik-Panels (60) enthalten, das in der zu entwerfenden Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage verwendet wird, und
    die Berechnungseinheit (78) so konfiguriert ist, dass sie, wenn die Eingangsdatenerfassungseinheit (76) die Entwurfsziel-Panel-Layoutdaten erfasst hat, eine kumulative Menge an Strom berechnet und an eine Ausgabeeinheit (75) ausgibt, die von der zu entwerfenden Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage (52) in einem vorbestimmten Zeitraum erzeugt wird, wobei die kumulative Menge an Strom der Entwurfsziel-Panel-Layoutdaten entspricht.
  6. Ein Konstruktionsunterstützungsverfahren für Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (52), wobei das Konstruktionsunterstützungsverfahren die folgenden Schritte umfasst:
    Eingabedatenerfassung (S202; S406) durch eine Eingabedatenerfassungseinheit (76), wobei die Eingabedatenerfassung (S202; S406) das Erfassen von Eingabedaten (72) einschließlich Standortdaten (56) zu einem Standort (54) für eine Photovoltaikanlage (52), die Gegenstand der Planung ist, Panel-Spezifikationsdaten (62) einschließlich Daten zur Stromerzeugungsleistung eines in der Photovoltaikanlage (52) verwendeten Photovoltaik-Panels (60), Sonnenrichtungsdaten (64), die eine Richtung der Sonne auf Zeitreihenbasis an einer Position des Standorts (54) zeigen, und Zeitreihen-Wetterdaten (70) über ein Gebiet, das dem Standort (54) entspricht, umfasst; und
    Berechnung (S204; S408) durch eine Berechnungseinheit (78), die ein gelerntes Modell (42) umfasst, das durch Lernen einer Beziehung zwischen mehreren Sätzen von Konfigurationsdaten, die Referenzdaten bilden, erstellt wurde, wobei die Referenzdaten (36) Standortdaten (16A, 16B, 16C) zu Standorten (14A, 14B, 14C) für mehrere Referenz-Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (12A, 12B, 12C), Panel-Layoutdaten (22A, 22B, 22C), die Daten über die Installationswinkel von Referenz-Photovoltaik-Panels (20A, 20B, 20C) enthalten, die an den Standorten (14A, 14B, 14C) installiert sind, Daten zu den Spezifikationen der Panele (24A, 24B, 24C), die Daten zur Leistungsfähigkeit der Referenz-Photovoltaik-Panele (20A, 20B, 20C) enthalten, Daten zur Sonnenrichtung (26A, 26B, 26C), die eine Richtung der Sonne auf einer Zeitreihenbasis in Positionen der Standorte (14A, 14B, 14C) zeigen, Zeitreihen-Wetterdaten (32A, 32B, 32C) in Gebieten, die den Standorten (14A, 14B, 14C) entsprechen, und Zeitreihen-Stromerzeugungsdaten (34A, 34B, 34C), die den tatsächlichen Strommengen entsprechen, die von den Referenz-Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (12A, 12B, 12C) erzeugt werden, wobei das gelernte Modell (42) Daten schätzt, die den Stromerzeugungsdaten entsprechen, aus Daten, die den Referenzdaten (36) entsprechen, mit Ausnahme der Stromerzeugungsdaten (34A, 34B, 34C), wobei die Berechnung (S204; S408) einschließlich der Erstellung einer Vielzahl von vorläufigen Panel-Layout-Daten zu den Photovoltaik-Panels mit voneinander abweichenden Installationswinkeln, der Berechnung eines Wertes, der einer Stromerzeugungsmenge auf Zeitreihenbasis entspricht, durch Verarbeitung der relevanten vorläufigen Panel-Layout-Daten und der Eingabedaten (72) für jede der vorläufigen Panel-Layout-Daten durch das gelernte Modell (42), Berechnen eines Wertes, der einer kumulativen Stromerzeugungsmenge für einen vorbestimmten Zeitraum entspricht, durch Addieren der Stromerzeugungsmengen auf Zeitreihenbasis, und Extrahieren eines Teils der vorläufigen Panel-Layout-Daten, in dem die kumulative Stromerzeugungsmenge für den vorbestimmten Zeitraum maximal ist,
    wobei
    die Referenz-Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (12A, 12B, 12C) bestehende Stromerzeugungsanlagen sind, die tatsächlich genutzt werden, oder Stromerzeugungsanlagen, die in der Vergangenheit tatsächlich genutzt wurden,
    die in den Referenzdaten (36) enthaltenen Panel-Layout-Daten Daten zu Neigungswinkeln und Azimutwinkeln der Referenz-Photovoltaik-Panels (20A, 20B, 20C) umfassen,
    das gelernte Modell (42) durch Lernen einer Beziehung zwischen den Zeitreihen-Stromerzeugungsdaten, die den tatsächlichen Stromerzeugungsmengen der mehreren Referenz-Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (12A, 12B, 12C) entsprechen, und den Daten zu Neigungswinkeln und Azimutwinkeln der Referenz-Photovoltaik-Panele (20A, 20B, 20C) erstellt wurde, und
    in dem Berechnungsschritt (S204; S408) mehrere vorläufige Daten zur Anordnung der Photovoltaik-Panele mit voneinander unterschiedlichen Neigungswinkeln und Azimutwinkeln erstellt werden.
  7. Ein Konstruktionsunterstützungsprogramm für Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (52), wobei das Konstruktionsunterstützungsprogramm eine Konstruktionsunterstützungsvorrichtung (50; 110) für Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (52) dazu veranlasst, als Folgendes zu funktionieren:
    eine Eingabedatenerfassungseinheit (76), die so konfiguriert ist, dass sie Eingabedaten (72) erfasst, einschließlich Standortdaten (56) zu einem Standort (54) für eine Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage (52), die Gegenstand der Planung ist, Panel-Spezifikationsdaten (62), die Daten zur Stromerzeugungsleistung eines in der Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage (52) verwendeten Photovoltaik-Panels (60) enthalten, Sonnenrichtungsdaten (64), die eine Richtung der Sonne auf Zeitreihenbasis an einer Position des Standorts (54) zeigen, und Zeitreihen-Wetterdaten (70) über ein Gebiet, das dem Standort (54) entspricht; und
    eine Berechnungseinheit (78), die ein gelerntes Modell (42) enthält, das durch Lernen einer Beziehung zwischen mehreren Sätzen von Konfigurationsdaten, die Referenzdaten (36) bilden, erstellt wurde, wobei die Referenzdaten (36) Standortdaten (16A, 16B, 16C) zu Standorten (14A, 14B, 14C) für mehrere Referenz-Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (12A, 12B, 12C), Panel-Layoutdaten (22A, 22B, 22C), die Daten über die Installationswinkel von Referenz-Photovoltaik-Panels (20A, 20B, 20C) enthalten, die an den Standorten (14A, 14B, 14C) installiert sind, Daten zu den Spezifikationen der Panele (24A, 24B, 24C), die Daten zur Stromerzeugungsleistung der Referenz-Photovoltaik-Panele (20A, 20B, 20C) enthalten, Daten zur Sonnenrichtung (26A, 26B, 26C), die die Richtung der Sonne auf Zeitreihenbasis an den Standorten (14A, 14B, 14C) zeigen, Zeitreihen-Wetterdaten (32A, 32B, 32C) in Gebieten, die den Standorten (32A, 32B, 32C) entsprechen, und Zeitreihendaten zur Stromerzeugung (34A, 34B, 34C), die den tatsächlichen Strommengen entsprechen, die von den Referenz-Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (12A, 12B, 12C) erzeugt werden, wobei das gelernte Modell (42) Daten schätzt, die den Stromerzeugungsdaten entsprechen, aus Daten, die den Referenzdaten (36) entsprechen, mit Ausnahme der Stromerzeugungsdaten (34A, 34B, 34C) aus Daten, die den Referenzdaten (36) entsprechen, wobei die Berechnungseinheit (78) mehrere vorläufige Panel-Layout-Daten zu den Photovoltaik-Panels mit voneinander abweichenden Installationswinkeln erstellt, wobei die Berechnungseinheit (78) eine Stromerzeugungsmenge auf Zeitreihenbasis berechnet, indem sie für jedes der vorläufigen Panel-Layout-Daten das relevante der vorläufigen Panel-Layout-Daten und die Eingabedaten (72) verarbeitet, die Berechnungseinheit (78) eine kumulative Stromerzeugungsmenge für einen vorbestimmten Zeitraum berechnet, indem sie die Stromerzeugungsmengen auf Zeitreihenbasis addiert, und die Berechnungseinheit (78) einen Teil der vorläufigen Panel-Layout-Daten extrahiert, in dem die kumulative Stromerzeugungsmenge für den vorbestimmten Zeitraum maximal ist,
    wobei
    die Referenz-Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (12A, 12B, 12C) bestehende Stromerzeugungsanlagen sind, die tatsächlich genutzt werden, oder Stromerzeugungsanlagen, die in der Vergangenheit tatsächlich genutzt wurden,
    die in den Referenzdaten (36) enthaltenen Panel-Layout-Daten Daten zu Neigungswinkeln und Azimutwinkeln der Referenz-Photovoltaik-Panels (20A, 20B, 20C) umfassen,
    das gelernte Modell (42) durch Lernen einer Beziehung zwischen den Zeitreihen-Stromerzeugungsdaten, die den tatsächlichen Stromerzeugungsmengen der mehreren Referenz-Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen (12A, 12B, 12C) entsprechen, und den Daten zu Neigungswinkeln und Azimutwinkeln der Referenz-Photovoltaik-Panele (20A, 20B, 20C) erstellt wurde, und
    die Berechnungseinheit (78) so konfiguriert ist, dass sie mehrere vorläufige Daten zum Layout der Photovoltaik-Panele mit unterschiedlichen Neigungswinkeln und Azimutwinkeln erstellt.
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